Una nueva estrategia de edición genómica que utiliza nanopartículas lipídicas con ácidos nucleicos esféricos y CRISPR

Los sistemas CRISPR-Cas son una herramienta biológica descubierta recientemente que funciona como “tijera molecular”, capaz de localizar y cortar fragmentos específicos del ADN para modificarlos o corregirlos con gran precisión. Esta maquinaria de edición génica ha transformado la biología al ofrecer la posibilidad de corregir errores genéticos.

No obstante, su mayor desafío ha sido transportar a la máquina de edición de manera segura y eficiente al interioir de las células, ya que los métodos tradicionales, como los vectores virales o nanopartículas lipídicas (LNPs), suelen presentar problemas de toxicidad, baja eficiencia o reacciones inmunes.

Un reciente estudio propone una solución innovadora al introducir la maquinaria CRISPR-Cas en nanopartículas lipídicas recubiertas con ácidos nucleicos esféricos (SNAs por sus siglas en inglés), lo que resulta en nanoestructuras de aproximadamente 130 nm. La capa externa de ADN facilita su entrada a las células, y el núcleo lipídico da estabilidad a la maquinaria CRISPR-Cas y permite su liberación controlada.

En la nanoestructura lipídica se incluyen tanto los plásmidos que codifican la maquinaria de CRISPR como los moldes necesarios para reparaciones de ADN por la vía HDR (reparación dirigida por homología). En resumen, este diseño permite una mejor captación celular de la nanopartícula, que a su vez contiene la maquinaria CRISPR-Cas. Se reduce la toxicidad y aumenta la eficiencia de edición genética.

El equipo de investigación probó esta estrategia en diferentes tipos de células, evaluando cuántas nanopartículas lograban entrar, si había efectos tóxicos y si la maquinaria CRISPR se entregaban de manera exitosa. Luego, analizaron el ADN celular para comprobar si la maquinaria CRISPR había hecho las ediciones esperadas.

Los resultados mostraron que este sistema no solo produjo las ediciones típicas de deleción de nucleótidos, sino también reparaciones precisas mediante la vía HDR. En comparación con LNPs convencionales, las nuevas estructuras fueron más eficientes, y no mostraron toxicidad, manteniendo además una alta viabilidad celular incluso a concentraciones elevadas.

Los investigadores destacan que estas nanopartículas híbridas, llamadas LNP-SNAs, podrían adaptarse en el futuro para dirigirse a órganos específicos. Gracias a su mayor seguridad y eficacia, los CRISPR-LNP-SNAs representan una plataforma versátil y escalable, que acerca cada vez más las terapias de edición genética a su aplicación clínica.

Más información en: PNAS